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Blinksignaleinrichtung, insbesondere zur Erzeugung von Blinklicht
bei Verkehrsregelungsanlagen oder Warnsignalanlagen Die Erfindung bezieht sich auf
Blinksignalcinrichtung, insbesondere zur Erzeugung von Blinklicht bei Verkehrsregelungsanlagen
oder Warnsjignalanlageni.
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Es sind Blinksignaleinrichtungen bekanntgeworden, bei denen elektrische
Stromkreise in einem vorbestimmten Rhythmus unterbrochen bzw. ein-und ausgeschaltet
werden. Die bekannten Blinksignaleinrichtungen (Motorblinker, Relaisblinker, Thermobl.inker)
weisen erhebliche Mängel auf. Die Motorblinker haben Teile, die der Abnutzung und
Wartung unterliegen, wie Lager und Kollektorbürsten. Dieses trifft auch teilweise
auf die bekanntgewordenen Relais- und Thermoblinker zu. Soweit der mechanischen
Abnutzung unterliegende Teile bei diesen Blinkern vermieden sind, haben sie den
Nachteil, daß sie Eigenschwingungen besitzen und deshalb in ihrem Blinkbereich sehr
eingeengt sind. Als Folge der Eigenschwingungen hat sieh in der Praxis (in Übereinstimmung
mit denn, was sich aus der Theorie der gekoppelten Kreise ergibt) auch gezeigt,
daß ungewollte Doppelblinksignale auftreten, die sich sehr störend bemerkbar machen.
Den vorgenannten Blinkern haftet außerdem der Nachteil an, daß sie stark von Spannungsschwankungen
abhängig sind. Die Erfindung zielt darauf ab, die erwähnten Nachteile zu vermeiden.
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Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung so getroffen, daß zwei magnetische
Kreise, die auf einen gemeinsamen Anker einwirken, vorgesehen sind und der Anker
derart mit einer Kontaktvorrichtung versehen ist, daß durch diese mit Hilfe der
Spannungsquelle
die selbsttätige rhythmische Be-Nvegung dies Ankers (Kippankers) unid die rhythmische
Schaltung des Signalstromkreises (Lampenstromkreises) bewirkt wird.
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Nach einem weiteren Erfindungsgedanken besteht dabei die Kontaktvorrichtung
aus Quecksilberschaltrohren, welche von dem Anker getragen und folglich durch seine
Kippbewegungen betätigt werden.
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Ein besonderer Gedanke der Erfinidung liegt ferner darin, in Parallelschaltung
zu der Erregerspule eines oder vorzugsweise jedes magnetischen Kreises einte Kapazität
oder eine Reihenschaltung von Kapazität und (Ohmschen) Widerstand vorzusehen.
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Die Größe der Kondensatoren und die in ihrem Kreis liegerüden Widerstände
der Magnetspulen und eventuelle zusätzliche Widerstände sowie Anzug- und Abfallstrom
zur Betätigung des Kippankers bestimmen die Ein- und Ausschaltvorgänge des Blinkers.
Esi ist vorausgesetzt, daß der Anker selbst nicht unter Einfluß einer Federkraft
oder wesentlicher Geweichte steht. Der Anker wird deshalb ganz oder nahezu ganz
ausbalanciert. Die Kräfte, die dann auf den Anker einwirken, ;sind nur noch von
den Strömen, die durch die Spulen fließen, abhängig. Der zeitliche Entladungsverlauf
des Kondensators ist unabhängig von der Spannung, sondern allein gegeben von der
Zeitkonstante T = C # W des elektrischen Kreises. Es bedeutet C die
Kapazität des Kondensators und W den Widerstand im Entladekreis des Kondensators.
:l-acht man sich diesen Gesichtspunkt zu Nutzen, so wird erreicht, daß der Blinker
unabhängig von den SpannungsschNvankun. gen ist und trotz Spannungsschwankungen
praktisch die Blinkzeit und das Blinkverhältnis konstant bleibt. Um die Einwirkung
einer Fedierkraft auf den ,Anker zu vermeiden, werden mit Vorteil Quecksilberkontakte
(Quecksilberischaltrohre) verwendet, die auf dem Anker unmittelbar befestigt werden.
Die Befestigung der Quecksilberkontakte auf dem Anker bedingt eine besondere Stromzuführung.
Damit diese Zuführung weder durch Federn noch durch Kollektoren erfolgt, die der
Abnutzung und Zerstörung unterliegen, sind weiche Metallbänder vorgesehen. Diese
sind einerseits am feststehenden \'lagnetsystem, andererseits am beweglichen Anker
befestigt. Hierbei s:inid die Kupferbänder in der Ebene des Ankerdrehpunktes horizontal
angeordnet. Um eine geringe Verdrehung zu erreichen, ist das Metallband vom Drehpunkt
des Ankers entfernt liegend befestigt. Damit die noch auftretende geringe Verformung
des Metallbandes nicht an der Befestigungsstelle allein erfolgt, ist noch eine Führung
des Metallbandes vorgesehen, die in dem Beispiel am Anker angeordnet ist. Die Befestigung
kann aber auch am Magnetsystem erfolgen. Statt des Metallbande; von einigen zehntel
Millimeter kann man zweckmäßig mehrereaufeinandergeschichtete Metallbändier verwenden,
um möglichst jede Federung zu vermeiden.
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Damit der Blinker keiner Schmierung, Wartung oder Abnutzung unterliegt,
ist zweckmäßig der Anker nicht, wie bisher üblich, in Schneiden, Zapfen, Spitzen
oder kugelgelagert, sondern er ruht frei beweglich auf dem Mitteljoch des Magnetsystems.
Er wird hier allein durch die magnetischen Kräfte an seiner Stelle gehalten. Damit
beim Transport der Anker nicht abfällt, ist ein Anschlag vorgesehen, der seine Bewegung
in senkrechter Richtung auf einige Millimeter begrenzt.
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Vorteilhaft besitzt der Kippanker Klebestifte, um ein Kleben des Ankers
durch die Koerzitivkraft des Magneten zu vermeiden. Bei jedem Blinksignalzeichen
erfolgt ein Aufschlagen des Klebestiftes auf den Magnetkern. Damit das hierdurch
entstehende Geräusch ein Minimum wird, wird das ganze Magnetsystem zweckmäßig auf
Gummi gelagert und mit einem 'schallschluckenden Gehäuse umgeben. Um den Blinker
bequem auswechseln zu können, kann das Gehäuse oder die Grundplatte, an welchem
der Magnet befestigt ist, mit Messer- oder Steckkontakten in bekannter Weise ausgerüstet
werden.
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Die gewünschten Blinkperioden oder Blinkzeiten können durch Veränderung
der Größe des Kondensators, der Widerstände oder der Veränderung der Magneteigenschaften,
z. B. durch Veränderung dies Luftspaltes oder Verstellung des Klebestiftes eingestellt
werden. Es hat sich als zweckmäßig erwies-en, die niedrigste Blinkzeit nicht durch
Veränderung von Widerständen im Kreise des Kondensators mit Spule festzulegen, sondern
diese durch Einstellung des Luftspaltes einzuregulieren. Es ist dann durch Eierschaltung
eines zusätzlichen Widerstandes (W, in der Abbildung) leicht, die höchste Blinkzeit
festzulegen.
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Bei Blinkern, bei denen noch nachträglich die Blinkzeit geändert werden
soll, wird man statt Veränderung durch einen Widerstand den Klebestift, der statt
am Anker auch am Joch angebracht werden kann, von außen verstellbar einrichten.
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Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Magnete
1 und 11 mit den dazugehörigen Erregerspulen bilden mit dem Mitteljoch III
das Magnetsystem. Über diesem ist als Wippe IV der Anker vorgesehen. Der Anker liegt
frei auf dem Mitteljoch und wird in dieser Lage praktisch allein durch die magnetischen
Kräfte gehalten. Er benötigt desihall> weder zusätzliche Stützen, Kugel-, Schneiden-
oder Zapfenlagerung. Auf dem Anker sind ein oder mehrere schematisch angedeutete
Quecksilberschaltrohre (Kippschal2-rohre) angebracht, je nach dem Verwendungszweck.
Das Quecksilberschaltrohr h dient dazu, selbsttätig den einen oder anderen Magneten
einzuschalten-. Durch den Wec'h@9elkontakt wird jeweils die Spule eingeschaltet,
von dessen Magnctkern der :'Imker abgehoben ist.
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Die Schaltrohre (Quecksill).erkipl>schaltrohre) werden zweckmäßig
in ihrer Neigung verstellbar angeordnet, so daß hierdurch der Zeitpunkt des Ein-
oder Abschaltens beeinflußt werden kann.
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Das zweite Quecksilberschaltrohr a schaltet in dem vorliegenden Beispiel
über die Klemmen D und E im Blinkerrh_vthinus den Verbraucher (Lampen) ein und aus.
Werden
die Klemmen B, C durch Betätigung eines Schalters.an Spannung gelegt, so fließt
ein Strom von der Klemme l3 über die Magnetspule I, die in der Abbildung rechts
liegenden Kontakte des Kippschaltrohres b und den Widerstand; W2 zurück zur Klemme
C. Durch diesen Stromfluß (Stromweg stark gezeichnet) über die Magnetspule l wird
der Anker IV (d. 1i. des-sen linker Arm) auf das Joch I hin angezogen. Durch die
Kippbewegung des Ankers IV werden die in der Abbildung rechts liegenden Kontakte
des Kippschaltrohres b geöffnet und die in der Abbildung links liegenden Kontakte
des Kippschaltrohres, b geschlossen. Gleichzeitig hat diese Kippbewegung des Ankers
IV zur Folge, daß in dem Kippschaltrohr a Kontaktunterbrechung eintritt und folglich
der Stromkreis unterbrochen wird, der über die Klemmen D, E führt, an welche die
Belastung (Lampen) angeschlossen ist. Dadurch, claß die in der Abbildung rechts
liegenden Kontakte von b geöffnet und die in der Abbildung links liegenden Kontakte
von b geschlossen worden-sind, ist der Stromfluß über die Magnetspule I unterbrochen
Nvorden, dagegen ein Stromkreis, geschlossen worden, der von der Klemme B über die
Magnetwicklung 1I, die in der Abbildung links liegenden Kontakte von b und den Widerstand
W2 zur Klemme C führt. Inifolgeclessen wird jetzt der Anker IV (n.iinlich sein rechter
Arm) nach dem Joch 1I hin angezogen und durch diese Kippbewegung des Ankers IV der
Lampenstromkreis (über a, D, E) wieder geschlossen. Gleichzeitig wird der
über die Magnetspule I führende Stromweg Tiber die in der Abbildung rechts liegenden
Kontakte von fr wieder geschlossen, und der geschilderte Schaltvorgang beginnt selbsttätig
von neuem.
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Parallel zu den Magnetspulen I und II liegen die Kondensatoren C1
und C2. In den Fällen, in denen der Einschaltmoment kurz sein soll, kann ein- Kondensator,
z. B. C2, fortfallen, da der Abbau des Magnetfeldes allein, genügt, um die Einschaltzeit
zu ergeben. Damit aber in diesen Fällen Prellschläge vermieden: werden, empfiehlt
es sich, C2 nicht gänz-1ich fortzunehmen, sondern statt dessen den Kondensator C,
klein gegenüber Cl zu bemessen.
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Zwischen den Kondensatoren C1 und C2 und den Spulen sind zusätzliche
Widerstände vorgesehen, wie beispielsweise W1. Durch diesen Widerstand kann bei
festen Kondensatoren die Blinkzahl in gewünrchter Weise eingestellt werden. Es ist
möglich, die Blinkzahlen von einem Blink pro Minute oder kleiner bis zu 15o pro
Minute auf diese Weise zu regulieren. In den Ladekreisen der Kondensatoren C1 und
C2 können Schutzwiderstände vorgesehen sein, um nicht durch zu hohen Ladestrom die
Lebensdauer der Kondensatoren zu gefährden. Zwecks Raum- und A'laterialersparnis
ist die Schaltung so gewählt, claß ein Schutzwiderstand W2 vorgesehen ist, der sowohl
den Kondensator Cl als auch C2 bei der Ladung schützt. Indem die Stromkreise des
'\Iagneten I und 1I m.it Kondensator und Widerstand ausgerüstet sind, läßt sich
nicht nur die Periodenzahl, ;sondern auch das, Verhältnis von I3linkliausen zu Blinkzeiten
beliebig einstellen. Soll ein Blinker in der Lage sein, Signale verschiedener Blinkperiade
(zwei oder mehreren) zu erzeugen, so kann durch Abgriff an dem Widerstand W1 und
durch Kurzschließen oder Öffnen, der mit diesem Widerstand, in Verbindung stehenden
Klemmen A und B die Änderung der Blinkperiode von außen hervorgerufen werden (beispielsweise
durch Betätigung eines Druckknopfschalters). Dieses ist besonders wertvoll bei Blinkern
für Warnsignelanlagen, die bei weißem Licht mit 45, bei rotem Licht mit 9o Blinkern
pro Minute arbeiten.
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Der erfindungsgemäße Blinker kann auch für andere Zwecke vorteilhaft
Anwendung finden, z. B. zur Erzeugung von Wechselstromimpulsen einer gewünschten
Frequenz, gegebenenfalls mit vorgeschriebener Dauer von Stromeinschaltzeit und Strompause..
Erfindungsgemäß kann der Blinker inis@besondere zur Speisung von Schweißeinrichtungen
dienen, vor allem wenn es sich darum handelt, den Schweißelektroden Stromimpulse
von einer vorgeschriebenen Zeitdauer zuzuführen, die durch Pausen getrennt sind,
deren Dauer groß oder wenigstens größer als die der Stromeinschaltzeit ist.
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An dien Klemmen B und C liegt im gezeichneten Beispiel eine Gleichstromquelle,
z. B. das Gleichstromnetz. Soll eine Wechselstromquelle (Netz) benutzt werden, so
kann eine Gleichrichteranordmiung (zweckmäßigTrockengleichrichter) vorgesehen sein,
um die Wechselspannung in eine Gleichspannung geeigneter Höhe umzuformen, die an
die Klemmen B, C angelegt wird.
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Bemerkt sei noch, daß Messungen ergeben haben, daß bei der erfindungsgemäßen
Anordnung, beispielsweise bei einer Spannungsänderung von ioo °/o (etwa von 12 Volt
auf 24 Volt), die Änderung der Blinkzahl pro Minute weniger älis 6 0lo beträgt.